專(zhuān)利名稱(chēng)：數(shù)字視頻信號(hào)的時(shí)空域自適應(yīng)加權(quán)平均去隔行方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電視機(jī)集成電路設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，更明確地說(shuō)涉及數(shù)字視頻信號(hào)的時(shí)空域自適應(yīng)加權(quán)平均去隔行方法的設(shè)計(jì)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的電視信號(hào)是隔行掃描制式。這種隔行掃描信號(hào)在電視顯示器上顯示時(shí)帶來(lái)垂直清晰度不高，行間閃爍等問(wèn)題。隔行轉(zhuǎn)逐行技術(shù)能夠提高垂直清晰度，消除行間閃爍現(xiàn)象，從而滿足了人們對(duì)電視畫(huà)面觀賞性和舒適性的追求。目前去隔行算法多種多樣，常見(jiàn)的有相鄰場(chǎng)(場(chǎng)間)復(fù)制法、場(chǎng)內(nèi)插值法、運(yùn)動(dòng)自適應(yīng)插值法、運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償法等。其中運(yùn)動(dòng)自適應(yīng)和運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償法是比較高級(jí)的兩種算法。運(yùn)動(dòng)自適應(yīng)方法是根據(jù)前后場(chǎng)判斷當(dāng)前位置像素是運(yùn)動(dòng)還是靜止，如果運(yùn)動(dòng)，則選擇相鄰場(chǎng)復(fù)制插補(bǔ)方法；如果是靜止，則選擇場(chǎng)內(nèi)插補(bǔ)方法。運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償法是查找像素運(yùn)動(dòng)矢量，根據(jù)運(yùn)動(dòng)矢量將相應(yīng)位置的像素平均作為待插補(bǔ)像素值。運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償法雖然效果優(yōu)異，但由于電路消耗大，容易發(fā)生運(yùn)動(dòng)矢量查找失誤，在實(shí)際應(yīng)用中采用這種方法較少。運(yùn)動(dòng)自適應(yīng)方法結(jié)合了相鄰場(chǎng)復(fù)制方法和場(chǎng)內(nèi)插值法的優(yōu)點(diǎn)，效果良好，使用較多。但如果運(yùn)動(dòng)或靜止判斷不準(zhǔn)，或場(chǎng)內(nèi)邊沿處像素搜索不準(zhǔn)，會(huì)引起偶然的像素插補(bǔ)錯(cuò)誤，引起圖像失真。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，就在于克服上述缺點(diǎn)，提供一種數(shù)字視頻信號(hào)的時(shí)空域自適應(yīng)加權(quán)平均去隔行方法。它彌補(bǔ)了上述方法的不足，自動(dòng)融合了相鄰場(chǎng)平均復(fù)制和場(chǎng)內(nèi)插補(bǔ)方法的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)削弱了由于運(yùn)動(dòng)或靜止判斷不準(zhǔn)或場(chǎng)內(nèi)邊沿像素不匹配導(dǎo)致的影響，改善了去隔行的效果。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明包括以下步驟(1)將前一場(chǎng)數(shù)據(jù)和當(dāng)前場(chǎng)數(shù)據(jù)預(yù)先存放在SDRAM里，將后一場(chǎng)數(shù)據(jù)從源信號(hào)經(jīng)濾波降噪后存進(jìn)SDRAM；(2)把前一場(chǎng)信號(hào)數(shù)據(jù)和后一場(chǎng)信號(hào)數(shù)據(jù)相加平均，將其均值作為時(shí)域均值，把前一場(chǎng)數(shù)據(jù)與后一場(chǎng)數(shù)據(jù)相減，將其差值絕對(duì)值為時(shí)域差值；(3)以待插補(bǔ)像素第i行第j列P(i，j)為中心，比較上一行像素和下一行處于對(duì)角連線的兩個(gè)像素，取出絕對(duì)差值最小的兩個(gè)像素的均值為空域最匹配均值——空域均值，其差值為空域最小差值——空域差值；(4)將時(shí)域差值和空域最小差值輸入時(shí)空域權(quán)重系數(shù)計(jì)算電路進(jìn)行各自的權(quán)重系數(shù)計(jì)算當(dāng)時(shí)域差值不等于零時(shí)，時(shí)域權(quán)重系數(shù)＝空域差值/(空域差值+時(shí)域差值)；當(dāng)時(shí)域差值等于零時(shí)，時(shí)域權(quán)重系數(shù)＝1、空域權(quán)重系數(shù)＝1-時(shí)域權(quán)重系數(shù)；(5)將時(shí)域的像素均值和時(shí)域權(quán)重系數(shù)相乘，空域的匹配像素均值與空域權(quán)重系數(shù)相乘，得到最終待插補(bǔ)像素值進(jìn)行插補(bǔ)。
上述計(jì)算均通過(guò)電路進(jìn)行。
本發(fā)明將前后場(chǎng)(時(shí)域)像素均值和場(chǎng)內(nèi)上下行(空域)匹配像素均值用加權(quán)求和從而得到待插補(bǔ)像素值。其權(quán)重系數(shù)是根據(jù)時(shí)域和空域像素值的匹配程度自動(dòng)算出來(lái)的。即由前后場(chǎng)像素的差值和當(dāng)前場(chǎng)上下行匹配像素的差值來(lái)求出各自的加權(quán)系數(shù)。差越小，對(duì)應(yīng)權(quán)重系數(shù)越小，反之越大。這樣自動(dòng)融合了相鄰場(chǎng)平均復(fù)制和場(chǎng)內(nèi)插補(bǔ)方法的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)削弱了由于運(yùn)動(dòng)靜止判斷不準(zhǔn)或場(chǎng)內(nèi)邊沿像素不匹配導(dǎo)致的影響，改善了去隔行的效果。
本發(fā)明根據(jù)時(shí)域前后場(chǎng)像素絕對(duì)差值和場(chǎng)內(nèi)上下行匹配像素的絕對(duì)差值作為判斷場(chǎng)間插補(bǔ)和場(chǎng)內(nèi)插補(bǔ)準(zhǔn)確度的判斷，并且利用這兩個(gè)差值算出時(shí)域權(quán)重系數(shù)和空域權(quán)重系數(shù)。其系數(shù)是與其差值成反比，從而自動(dòng)調(diào)節(jié)場(chǎng)間插補(bǔ)和場(chǎng)內(nèi)插補(bǔ)對(duì)最終結(jié)桌的貢獻(xiàn)，減輕了對(duì)運(yùn)動(dòng)或靜止的誤判或誤搜索帶來(lái)的圖像變形，改善了去隔行后輸出圖像的效果。它可廣泛應(yīng)用于電視機(jī)等數(shù)字視頻信號(hào)的隔行轉(zhuǎn)逐行中。
圖1為本發(fā)明的電路方框圖。
圖2為其場(chǎng)內(nèi)匹配像素搜索示意圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1。一種數(shù)字視頻信號(hào)的時(shí)空域自適應(yīng)加權(quán)平均去隔行方法，它包括以下步驟(1)將前一場(chǎng)數(shù)據(jù)和當(dāng)前場(chǎng)數(shù)據(jù)預(yù)先存放在SDRAM里，將后一場(chǎng)數(shù)據(jù)從源信號(hào)經(jīng)濾波降噪后存進(jìn)SDRAM；
(2)把前一場(chǎng)信號(hào)數(shù)據(jù)和后一場(chǎng)信號(hào)數(shù)據(jù)相加平均，將其均值作為時(shí)域均值，把前一場(chǎng)數(shù)據(jù)與后一場(chǎng)數(shù)據(jù)相減，將其差值絕對(duì)值為時(shí)域差值；(3)以待插補(bǔ)像素第i行第j列P(i，j)為中心，比較上一行像素和下一行處于對(duì)角連線的兩個(gè)像素，取出絕對(duì)差值最小的兩個(gè)像素的均值為空域最匹配均值——空域均值，其差值為空域最小差值——空域差值；(4)將時(shí)域差值和空域最小差值輸入時(shí)空域權(quán)重系數(shù)計(jì)算電路進(jìn)行各自的權(quán)重系數(shù)計(jì)算當(dāng)時(shí)域差值不等于零時(shí)，時(shí)域權(quán)重系數(shù)＝空域差值/(空域差值+時(shí)域差值)；當(dāng)時(shí)域差值等于零時(shí)，時(shí)域權(quán)重系數(shù)＝1、空域權(quán)重系數(shù)＝1-時(shí)域權(quán)重系數(shù)；(5)將時(shí)域的像素均值和時(shí)域權(quán)重系數(shù)相乘，空域的匹配像素均值與空域權(quán)重系數(shù)相乘，得到最終待插補(bǔ)像素值進(jìn)行插補(bǔ)。
如圖1所示，實(shí)現(xiàn)去隔行計(jì)算需要三場(chǎng)數(shù)據(jù)。即前一場(chǎng)數(shù)據(jù)、后一場(chǎng)數(shù)據(jù)和當(dāng)前場(chǎng)數(shù)據(jù)。前一場(chǎng)數(shù)據(jù)和當(dāng)前場(chǎng)數(shù)據(jù)預(yù)先存放在SDRAM里，在處理時(shí)同步讀取出來(lái)。后一場(chǎng)數(shù)據(jù)是從源信號(hào)過(guò)來(lái)經(jīng)濾波降噪后存進(jìn)SDRAM。首先用前一場(chǎng)信號(hào)數(shù)據(jù)和后一場(chǎng)信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行相加平均，其均值作為時(shí)域均值，前一場(chǎng)數(shù)據(jù)與后一場(chǎng)數(shù)據(jù)相減，其差值絕對(duì)值為時(shí)域差值。
對(duì)于當(dāng)前場(chǎng)取待插補(bǔ)行的上一行像素和下一行像素進(jìn)行計(jì)算，如圖2所示。以待插補(bǔ)像素第i行第j列P(i，j)為中心，比較上一行像素和下一行處于對(duì)角連線的兩個(gè)像素。取出絕對(duì)差值最小的兩個(gè)像素。這兩個(gè)像素的均值為空域最匹配均值(簡(jiǎn)稱(chēng)空域均值)，其差值為空域最小差值(簡(jiǎn)稱(chēng)空域差值)。
然后將時(shí)域差值和空域最小差值輸入時(shí)空域權(quán)重系數(shù)計(jì)算電路進(jìn)行各自的權(quán)重系數(shù)計(jì)算。其計(jì)算方法為當(dāng)時(shí)域差值不等于零時(shí)，時(shí)域權(quán)重系數(shù)＝空域差值/(空域差值+時(shí)域差值)①當(dāng)時(shí)域差值等于零時(shí)，時(shí)域權(quán)重系數(shù)＝1 ②空域權(quán)重系數(shù)＝1-時(shí)域權(quán)重系數(shù) ③得到權(quán)重系數(shù)后，將時(shí)域的像素均值和時(shí)域權(quán)重系數(shù)相乘，空域的匹配像素均值與空域權(quán)重系數(shù)相乘，就是最終的插補(bǔ)結(jié)果。
實(shí)施例1自動(dòng)融合了相鄰場(chǎng)平均復(fù)制和場(chǎng)內(nèi)插補(bǔ)方法的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)削弱了由于運(yùn)動(dòng)或靜止判斷不準(zhǔn)或場(chǎng)內(nèi)邊沿像素不匹配導(dǎo)致的影響，改善了去隔行的效果。它適用于將隔行的電視信號(hào)或視頻信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鹦行盘?hào)，從而可以在平板顯示器或在可以支持逐行信號(hào)的C盯顯示器上顯示出來(lái)。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)字視頻信號(hào)的時(shí)空域自適應(yīng)加權(quán)平均去隔行方法，其特征在于它包括以下步驟(1)將前一場(chǎng)數(shù)據(jù)和當(dāng)前場(chǎng)數(shù)據(jù)預(yù)先存放在SDRAM里，將后一場(chǎng)數(shù)據(jù)從源信號(hào)經(jīng)濾波降噪后存進(jìn)SDRAM；(2)把前一場(chǎng)信號(hào)數(shù)據(jù)和后一場(chǎng)信號(hào)數(shù)據(jù)相加平均，將其均值作為時(shí)域均值，把前一場(chǎng)數(shù)據(jù)與后一場(chǎng)數(shù)據(jù)相減，將其差值絕對(duì)值為時(shí)域差值；(3)以待插補(bǔ)像素第i行第j列P(i，j)為中心，比較上一行像素和下一行處于對(duì)角連線的兩個(gè)像素，取出絕對(duì)差值最小的兩個(gè)像素的均值為空域最匹配均值——空域均值，其差值為空域最小差值——空域差值；(4)將時(shí)域差值和空域最小差值輸入時(shí)空域權(quán)重系數(shù)計(jì)算電路進(jìn)行各自的權(quán)重系數(shù)計(jì)算當(dāng)時(shí)域差值不等于零時(shí)，時(shí)域權(quán)重系數(shù)＝空域差值/(空域差值+時(shí)域差值)；當(dāng)時(shí)域差值等于零時(shí)，時(shí)域權(quán)重系數(shù)＝1、空域權(quán)重系數(shù)＝1-時(shí)域權(quán)重系數(shù)；(5)將時(shí)域的像素均值和時(shí)域權(quán)重系數(shù)相乘，空域的匹配像素均值與空域權(quán)重系數(shù)相乘，得到最終待插補(bǔ)像素值進(jìn)行插補(bǔ)。
全文摘要
一種數(shù)字視頻信號(hào)的時(shí)空域自適應(yīng)加權(quán)平均去隔行方法，屬于電視機(jī)IC技術(shù)。包括將前一場(chǎng)和當(dāng)前場(chǎng)數(shù)據(jù)、后一場(chǎng)數(shù)據(jù)經(jīng)濾波降噪后存進(jìn)SDRAM；把前一場(chǎng)和后一場(chǎng)信號(hào)數(shù)據(jù)相加平均作為時(shí)域均值，把前一場(chǎng)與后一場(chǎng)數(shù)據(jù)相減其絕對(duì)值作為時(shí)域差值；以待插補(bǔ)像素第i行第j列為中心比較上一行和下一行處于對(duì)角連線的兩個(gè)像素，取絕對(duì)差值最小的兩個(gè)像素的均值為空域均值，其差值為空域差值；將時(shí)域差值和空域差值輸入時(shí)空域權(quán)重系數(shù)計(jì)算電路計(jì)算；將時(shí)域像素均值和空域匹配像素均值分別與其權(quán)重系數(shù)相乘得待插補(bǔ)像素值等步驟。它融合了相鄰場(chǎng)平均復(fù)制和場(chǎng)內(nèi)插補(bǔ)方法的優(yōu)點(diǎn)，改善了去隔行的效果?？蓮V泛應(yīng)用于數(shù)字視頻信號(hào)的隔行轉(zhuǎn)逐行中。
文檔編號(hào)H04N7/01GK1633167SQ200410075469
公開(kāi)日2005年6月29日 申請(qǐng)日期2004年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月20日
發(fā)明者何云鵬, 戰(zhàn)嘉瑾, 劉志恒, 丁勇, 陳永強(qiáng), 繆建兵, 王瑞冰, 孫爾俊, 丘敏 申請(qǐng)人:海信集團(tuán)有限公司